Naning Harningsih, T. N. Saifullah Sulaiman, Endang Diyah Ikasari
OPTIMASI NATRIUM BIKARBONAT DAN ASAM
SITRAT SEBAGAI KOMPONEN EFFERVESCENT
PADA TABLET FLOATING NIFEDIPIN
OPTIMIZATION OF SODIUM BICARBONATE AND CITRIC
ACID AS EFFERVESCENT COMPONENT ON FLOATING
TABLETS NIFEDIPINE
Naning Harningsih1, T. N. Saifullah Sulaiman2, Endang Diyah Ikasari1
1Sekolah Tinggi Ilmu Farmasi “YAYASAN PHARMASI” Semarang 2 Laboratorium Teknologi Farmasi, Fakultas Farmasi, UGM, Yogyakarta
ABSTRAK
Nifedipin merupakan Calcium Channel Blocker (CCB) untuk terapi hipertensi dengan waktu paruh sekitar 2 jam, dan memiliki kelarutan tinggi dalam suasana asam, sehingga perlu dikembangkan dalam bentuk sediaan sustained release yang ditahan di lambung. Formula tablet floating nifedipin dibuat menggunakan sistem effervescent. Factorial design digunakan untuk optimasi formula sediaan tablet floating nifedipin. Optimasi dilakukan dengan membuat empat formula yaitu formula I ( 0% A- 5% B); formula II ( 25% A- 0% B); formula III ( 5% A-10% B); formula IV (25% A - 10% B). komponen A adalah natrium bikarbonat dan B adalah asam sitrat. Penentuan area formula optimum ditentukan berdasarkan superimposed contour plot berbagai parameter: kekerasan, kerapuhan, floating lag time, dan disolusi (C360)dengan
menggunakan program Design Expert . Berdasarkan superimposed contour plot diperoleh area formula optimum pada rentang natrium bikarbonat 21-25% dan asam sitrat pada rentang 0-5%.
Kata kunci : Nifedipin, tablet Floating, Natrium bikarbonat, Asam sitrat,
Factorial design.
ABSTRACT
Nifedipine is a Calcium Channel Blocker (CCB) for the treatment of hypertension with a half-life about 2 hours, high solubility in acid conditions, so that should be developed in a sustained release dosage form is retained in the stomach. Nifedipine floating tablet was formulation with effervescent system. Factorial design was applied to optimize the formula of nifedipine floating tablet. Optimization is done by making four formulas, namely the formula I (0% A- 5% B); formula II (25% A- 0% B); formula III (5% A-10% B); formula IV (25% A - 10% B). Component A is sodium bicarbonate and B is citric acid. Determination of the optimum formula area is determined based on the superimposed contour plots of various parameters: hardness, friability, floating lag time and dissolution (C360) using Design Expert program. Based superimposed contour plots obtained optimum formula area in the range of 21-25% sodium bicarbonate and citric acid in the range of 0-5%.
Keyword: Nifedipine, Floating Tablets, Sodium bicarbonate, Citric acid, Factorial design.
PENDAHULUAN
Sediaan oral umumnya berada dalam lambung selama 1-3 jam, 3-5 jam dalam usus dan 4-11 jam dalam kolon. gastroretentive drug delivery sistem (GRDDS) adalah sediaan yang dapat dipertahankan di dalam lambung dalam jangka waktu yang panjang dan dapat digunakan untuk beberapa tujuan
absorpsinya baik di lambung, obat yang memiliki waktu paruh eliminasi pendek.
Nifedipin mempunyai waktu paruh sekitar 2 jam dan memiliki kelarutan yang tinggi dalam lingkungan asam, maka dengan dibuat sediaan
floating akan memberikan manfaat yaitu dapat
mengurangi frekuensi pemberian obat sehingga kepatuhan pasien dapat ditingkatkan yang juga
meningkatkan keefektifan pengobatan. Tablet nifedipin dengan sistem floating dapat mengapung di dalam lambung tanpa mempengaruhi kecepatan pengosongan lambung untuk waktu yang lama serta dapat menjaga konsentrasi obat dalam darah tetap dalam jendela terapi (Sreekanth et.al., 2010).
Sediaan tablet floating yang akan dibuat didesain dengan menggunakan sistem effervescent yang memiliki keuntungan lebih cepat floating lag time karena adanya tambahan komponen pembentuk gas CO2 yang mendorong tablet untuk cepat
mengapung. Komponen effervescent ini akan melepaskan gas CO2, gas yang terbentuk akan
terperangkap dalam gel hidrokoloid, akibatnya tablet akan mengapung, meningkatkan pergerakan sediaan, sehingga akan mempertahankan daya mengapungnya (Sulaiman, 2007; Sulaiman, 2011).
Natrium bikarbonat merupakan sumber utama penghasil karbondioksida dalam sistem
effervescent. Natrium bikarbonat larut sempurna
dalam air, nonhigroskopis dan harganya murah. Natrium bikarbonat sering juga digunakan sebagai soda kue atau baking soda (Lachman et.al., 1986). Asam sitrat adalah asam makanan yang paling umum digunakan. Asam sitrat mudah didapat, melimpah, relatif tidak mahal, sangat mudah larut, tersedia sebagai granul halus mengalir bebas, tersedia dalam bentuk anhidrat dan bentuk anhidrat berkualitas makanan (Allen, 2011). Penelitian Pratiwi and Hadisoewignyo (2010), menyatakan bahwa faktor asam tartrat sebagai komponen asam dapat menurunkan kekerasan tablet, meningkatkan kerapuhan tablet, mempercepat floating lag time, dan memperbesar konstanta laju disolusi. Menurut Khaled et.al, 2011 perbedaan konsentrasi natrium bikarbonat akan memberikan efek perbedaan floating
lag time.
Penelitian ini menggunakan metode factorial
design untuk menentukan komposisi yang tepat
antara natrium bikarbonat dan asam sitrat. Kombinasi asam sitrat dan natrium bikarbonat dengan proporsi tertentu diharapkan dapat memenuhi karakteristik fisik tablet, floating lag time,
total floating time dan kecepatan disolusi yang baik.
Metode factorial design dapat digunakan pada kondisi percobaan dengan komponen baik yang dapat bercampur maupun tidak dapat bercampur secara fisik (Armstrong and James, 1996).
METODELOGI PENELITIAN
Bahan dan alat
Bahan yang digunakan nifedipin, natrium bikarbonat, asam sitrat, carbopol 934P, PVP, natrium lauril sulfat, magnesium stearat, laktosa (semua yang disebutkan berkualitas farmasetis), asam klorida derajat pro analisa.
Alat yang digunakan ayakan no mesh 18 dan 20, moisture balance, mesin pencetak tablet (Korch),
hardness tester, friability tester, spektrofotometer UV-Vis
mini 1240 (Shimadzu), dissolution tester tipe dayung (Electrolab TDT-08L).
Pembuatan tablet floating nifedipin
Formula tablet floating nifedipin dibuat berdasarkan metode optimasi factorial design dengan 2 variabel bebas, diperlukan 4 formula dengan berbagai proporsi natrium bikarbonat dan asam sitrat seperti tercantum pada tabel 1.
Nifedipin, Carbopol 934P, dan laktosa dicampur sampai homogen. Campuran serbuk ditambah dengan larutan pengikat dan diayak dengan pengayak mesh no 18 dan 20. Granul diuji kandungan lembab (MC). Granul ditambahkan natrium bikarbonat, asam sitrat, magnesium stearat, kemudian dicampur dalam cube mixer selama 15 menit. Campuran serbuk diuji sifat alir dan kadar lembab granul, kemudian dikempa menjadi tablet.
Uji sifat alir dan kadar lembab granul
Uji sifat alir dilakukan dengan menggunakan alat uji sifat alir metode corong. Kadar lembab granul diukur dengan alat moisture analyzer.
Uji sifat fisik tablet
Uji kekerasan tablet menggunakan alat
hardness tester. Uji kerapuhan tablet dilakukan dengan
memasukkan tablet ke dalam friability tester selama 4 menit atau 100 putaran. Uji floating dengan cara: tablet dimasukkan dalam Beaker 100 mL yang berisi larutan HCl pH 1,2. Floating lag time merupakan waktu yang dibutuhkan tablet untuk mengapung pada permukaan medium. Floating time total dihitung dari dimulainya tablet mengapung sampai tidak mengapung kembali atau tenggelam (Sreekanth et
al., 2010)
Tabel 1. Formula Tablet Floating Nifedipin dengan Variasi Asam dan Basa
Bahan (mg) I II Formula III IV
Nifedipin 40 40 40 40 Carbopol 934P 30 30 30 30 Natrium bikarbonat 10 50 10 50 Asam sitrat - - 20 20 PVP 10 10 10 10 Magnesium stearat 8 8 8 8 Laktosa 102 62 82 42
Naning Harningsih, T. N. Saifullah Sulaiman, Endang Diyah Ikasari
Uji disolusi menggunakan media disolusi HCl pH 1,2 yang ditambahkan 0,5% natrium lauril sulfat sebanyak 900 mL. Alat disolusi yang digunakan adalah tipe paddle dengan sinkers. Suhu medium diatur 370 C dengan kecepatan pengadukan
50 rpm, sampling dilakukan selama 6 jam. Sampel diambil sebanyak 10,0 mL dan diganti dengan medium yang baru setiap pada waktu tertentu dan diukur absorbansinya dengan spektrofotometer pada bilangan gelombang 238 nm. Blanko menggunakan larutan medium HCl pH 1,2 yang ditambah 0,5% natrium lauril sulfat.
Analisis Hasil
Data dari parameter fisik tablet dan diolusi dianalisis dengan software Design-Expert. Penentuan formula optimum ditentukan berdasarkan
superimposed contour plot dari parameter kekerasan,
kerapuhan, floating lag time dan disolusi C(360).
HASIL DAN PEMBAHASAN
Sifat Alir Dan Kadar Lembab Granul
Hasil uji kelebaban granul terlihat tabel 2, bahwa nilai kelembaban pada keempat formula memenuhi syarat kelembaban granul yang baik, yaitu antara 2% hingga 4% (Lachman et al., 1986). Nilai kecepatan alir yang diperoleh juga memenuhi
syarat yaitu lebih dari 10 gram granul mengalir setiap detiknya (Sulaiman, 2007; Siregar, 2008).
Sifat Fisik Tablet
Kekerasan
Persamaan factorial design untuk kekerasan, sebagai berikut: Y = 4,53+ 0,75 Xa – 1,13 Xb –
0,23 XaXb. Asam sitrat merupakan komponen yang
paling dominan mempengaruhi kekerasan tablet dengan nilai koefisien -1,13. Semakin besar proporsi asam sitrat maka kekerasan tablet akan semakin menurun karena sifat higroskopisitas yang dimiliki oleh asam sitrat. Sifat asam sitrat yang higroskopis menyebabkan tablet menjadi lembab terutama pada ruangan yang kadar lembabnya tinggi, sehingga kekerasan tablet menjadi turun. Contour plot hasil uji kekerasan dan kerapuhan tercantum pada gambar 1.
Dari contour plot kekerasan tablet terlihat bahwa semakin besar proporsi asam sitra maka semakin menurunkan kekerasan, sebaliknya semakin besar natrium karbonat semakin keras tablet tablet.
Kerapuhan
Besarnya efek yang ditimbulkan oleh natrium bikarbonat dan asam sitrat terhadap kerapuhan tablet mengikuti persamaan: Y = 0,61–
0,24Xa +0,31Xb -0,090XaXb. Kerapuhan tablet
Tabel 2. Hasil Pengujian Granul dan Tablet Floating Nifedipin
Jenis Uji Formula
I II III IV
Moisture Content (%) 2,88 ±0,096 3,20 ±0,160 2,93 ±0,096 3,30 ±0,08 Kecepatan alir (g/detik) 12,07±0,79 10,76±0,27 11,92±0,60 10,62±0,44 Bobot tablet (mg) 198,78±0,80 199,75±2,22 199,25±0,50 199,75±1,26 Kadar nifedipin (%) 100,33±0,6 102,55±2,57 101,80±1,05 102,22±0,15 Kekerasan (Kg) 4,68±0,06 6,64±0,11 2,88±0,09 3,91±0,09 Kerapuhan (%) 0,45±0,06 0,15±0,02 1,26±0,05 0,6±0,05
Floating lag time (menit) 3,68±0,06 2,07±0,09 0,204±0,01 0,1±0,01
Total floating time (jam) > 24 jam > 24jam < 24 jam > 24 jam Disolusi C360 (%) 37,17±1,74 57,62±0.45 53,15±1.16 58,87±3.55
floating nifedipin akan semakin meningkat seiring
dengan peningkatan proporsi asam sitrat karena pengaruh sifat higroskopisitas asam sitrat yang semakin besar. Hal tersebut akan menjadikan tablet lebih lembab dan mudah rusak oleh goncangan karena ikatan antar granul dalam tablet menjadi
semakin lemah sehingga tingkat kerapuhan tablet tinggi.
Floating Lag Time
Peningkatan natrium bikarbonat dan asam sitrat akan mempercepat pembentukan gas CO2
sehingga floating lag time tablet akan semakin cepat,
Gambar 2. Profil Contour Plot Floating Lag Time Kadar Terdisolusi Tabel 3. Kinetika Pelepasan Nifedipin dari Tablet Floating
Model pelepasan Parameter Formula I Formula II Formula III Formula IV
Orde nol k 0,1122 0,1720 0,1629 0.1604 R 0,9914 0,9948 0,9950 0.9851 Orde satu k 0,0106 0,0063 0,0086 0,0050 R 0,8300 0,9575 0,8734 0,9310 Higuchi k 3,0359 4,6496 4,4382 4.4161 R 0,9854 0,9878 0,9962 0.9962
Tabel 4. Parameter Optimasi Serta Pembobotan
Parameter optimasi Nilai minimal Nilai maksimal Target Bobot
Kekerasan (Kg) 5 9 Maksimal 4
Kerapuah (%) 0,1 0,5 Mimimal 3
Floating lag time (detik) 6 223,35 Minimal 5
Disolusi C360 (%) 55 60 57 5
Naning Harningsih, T. N. Saifullah Sulaiman, Endang Diyah Ikasari
sesuai persamaan untuk floating lag time yang diperoleh: Y= 90,79 – 25,59 Xa – 81,60 Xb + 22,60
XaXb. Konsentrasi asam sitrat memberikan
pengaruh negatif dengan mempercepat floating lag
time tablet karena asam sitrat berfungsi sebagai
sumber asam yang mempengaruhi terbentuknya gas CO2. Natrium bikarbonat juga meningkatkan floating lag time dikarenakan semakin banyak komponen
natrium bikarbonat yang ada maka akan semakin besar kemampuan natrium bikarbonat untuk kontak dengan medium yang bersifat asam sehingga semakin cepat gas CO2 terbentuk akibatnya akan
meningkatkan floating lag time.
Disolusi
Peningkatan konsentrasi natrium bikarbonat dan asam sitrat akan meningkatkan konsentrasi obat yang terlepas. Natrium bikarbonat memberikan pengaruh yang lebih dominan dalam menentukan konsentrasi obat yang terlepas. Besarnya pengaruh natrium bikarbonat dan asam sitrat dapat dilihat dari persamaan yang diperoleh untuk parameter uji disolusi: Y= 51,70 + 6,54 Xa + 4,31 Xb – 3,68
XaXb.
Natrium bikarbonat memberikan pengaruh paling besar pada disolusi tablet nifedipin dengan sistem floating yang merupakan akibat peningkatan terbentuk dan terlepasnya gas CO2. Keberadaan
natrium bikarbonat sangat penting dalam pembentukan gas CO2 dibandingkan dengan
keberadaan asam sitrat dikarenakan natrium bikarbonat merupakan satu-satunya sumber basa.
Hubungan antara jumlah obat lepas dan waktu adalah linier bila pelepasan obat dikontrol oleh erosi matriks. Hubungan antara jumlah obat lepas dan akar waktu linier bila pelepasan obat dikontrol oleh difusi obat melewati matriks (Lapidus dan Lordi, 1968). Pelepasan obat pada formula I dan formula II mengikuti persamaan orde. Pada formula III dan formula IV pelepasan obat mengikuti persamaan Higuchi yang mana banyaknya obat yang terlepas versus akar waktu linier dengan mekanisme pelepasan dikontrol oleh difusi matriks. Berdasarkan tabel 3 terlihat bahwa mekanisme pelepasan tablet floating nifedipin dengan sistem
effervescent dan matriks carbopol 934P dikontrol oleh
kedua mekanisme yaitu erosi dan difusi matriks.
Formula Optimum
Penentuan formula optimum ditentukan berdasarkan superimposed contour plot dari parameter kekerasan, kerapuhan, floating lag time dan disolusi C(360) menggunakan software Design-Expert. Nilai
parameter yang dioptimasi seperti terlihat pada tabel 4. Area formula optimum yang diperoleh dapat dilihat dari superimposed hasil penggabungan contour
plot masing-masing parameter yang digunakan untuk
optimasi (Gambar 5). Grafik superimposed yang diperoleh menunjukkan daerah yang memberikan
respon yang optimum sesuai dengan goal yang diinginkan.
Area optimum dapat berubah tergantung pada goal dari sifat tablet yang diinginkan. Gambar 5 menunjukkan area optimum pada rentang perbandingan natrium bikarbonat: 21-25% dan asam sitrat: 0-5% (daerah berwarna kuning). Daerah tersebut bila dibuat akan menghasilkan tablet seperti kriteria yang diharapkan (sesuai dengan kriteria/goal yang ditetapkan seperti pada tabel 4).
KESIMPULAN
Natrium bikarbonat meningkatkan kekerasan tablet dan disolusi (C360) serta
mempercepat floating lag time. Asam sitrat meningkatkan kerapuhan dan mempercepat floating
lag time. Interaksi antara natrium bikarbonat dan
asam sitrat menurunkan kekerasan, menurunkan konsentrasi terdisolusi (C360) meningkatkan floating lag time. Formula optimum tablet nifedipin dengan
sistem floating adalah formula dengan komposisi natrium bikarbonat 21-25% dan asam sitrat 0-5%.
DAFTAR PUSTAKA
Allen, L.V., Popovich, N.G., and Ansel, H.C., 2011,
Ansel’s Pharmaceutical Dosage Forms and Drug Delivery Systems, Ninth edition, lippincott
Williams & Wilkins, New York.
Armstrong, N.A., James, K.C. 1996., Pharmaceutical
Experimental Design and Interpretation.
London: Taylor & Francis Ltd
Khaled, A., Mahmoud, Y., Jozef, J., Ahmad, Y. 2011. Floating and Sustained-Release Characteristic of Effervescent Tablet Prepared with a Mixed Matrix of Eudragit E P., J Chem Pharm Bull 2011;59(2):155-60 Lachman, L., Lieberman, H.A., and Kanig, J.L.
1986. Teori dan Praktek Farmasi Industri. Diterjemahkan oleh Siti, S., Universitas Indonesia Press, Jakarta
Lapidus, H. and Lordi, N.G., 1968, Drug Release from Compressed-Hydrophylic Matrices, J.
Pharm Sci., 57 (8): 1292-1301
Pratiwi, M., Hadisoewignyo, L., 2010. Optimasi formulasi tablet lepas lambat kaptopril menggunakan metode design faktorial.
Majalah Farmasi Indonesia, 21(4), 285 – 295.
Siregar, C. J .P. 2008. Teknologi Farmasi Sediaan
Tablet, Penerbit Buku Kedokteran EGC,
Jakarta
Sreekanth, S.K., Palanichamy, S., Sekharan Jakarta, T.R., and Thiruphati, A.T. 2010. Formulation and Evaluation Studies of Floating Matrix Tablets of Nifedipine,
International Journal of Pharma and Bio Sciences
1(2), 281-301
Sulaiman, T. N. S. 2007, Teknologi dan Formulasi
Teknologi Farmasi, Fakultas Farmasi Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta. Sulaiman, T. N. S., Fudholi, A., Nugroho, A. K.,
2011., Optimasi formula sediaan
gastroretentive ranitidin HCl dengan sistem floating, Majalah Farmasi Indonesia, Vol. 22
